Compoundier-Systeme für Polyamid Compounds

Die Compounds auf Polyamid (PA)-Basis gehören zur Gruppe der technischen Kunststoffe. Oft wird auch der Begriff „Engineering Plastics“ verwendet. Dieser beschreibt im Wesentlichen die Hauptstärken und damit die Anwendungsfelder: Technische Teile mit herausfordernden mechanischen und thermischen Anforderungsprofilen und hoher chemischer Beständigkeit in anspruchsvollen Umgebungen.

Polyamide wurden von DuPont erfunden und im Jahr 1934 lanciert. Die ursprünglichen Verwendungen in Textilien und Stoffen aller Art wurden zügig auf Spritzguss- und Extrusions-Anwendungen ausgeweitet.  In der Weiterentwicklung standen die Einsatztemperaturen und die Reduktion der Wasseraufnahme im Mittelpunkt. Die teilaromatischen Hochleistungs-Polyamide, auch Polyphthalamide (PPA) genannt, erreichen Wärmeformbeständigkeiten bis 280°C. Zu den weiteren hervorragenden Eigenschaften von PA gehören die hohe Steifigkeit, gute elektrische Eigenschaften wie auch die Möglichkeit hohe Flammwidrigkeiten zu erreichen.

Compoundier-Systeme für Polyamid sind die Basis zur Herstellung vieler Kunststoffteile für Automobile.
Schwarzes Granulat, hergestellt auf einem Compoundier-System von BUSS für Polyamid.
Weiße PA-Zahnräder, hergestellt auf einem Compoundier-System von BUSS für Polyamid.
Mit Hilfe der Compoundier-Technologie werden dunkelgraue Rohmassenschnitzel aus Polyamid hergestellt.
Polyamid, hergestellt in Compoundier-Systemen, bilden die Basis für viele Teile in einem Auto-Motor.

Anforderungen an die Compoundierung von Polyamid Compounds

Diese spezifischen Eigenschaftsprofile werden durch den Compoundierschritt erzielt. In vielen Fällen kommen Verstärkungs-, Füllstoff-, Flammschutzmittel und weitere Additive gleichzeitig zum Einsatz. Das Compoundieren dieser Materialien ist entsprechend anspruchsvoll und erfordert massgeschneiderte Lösungen. Solche Lösungen sind mit den Polyamid Compoundier-Systemen von BUSS möglich. So gilt es die notwendigen spezifischen Energien möglichst schonend einzutragen, hohe Anteile an Füllstoff- und Flammschutzmittel exzellent zu verteilen und die Verstärkungsfaser so einzutragen, dass die maximalen mechanischen Eigenschaften erzielt werden und gleichzeitig die Standzeiten in den entsprechenden Verfahrenszonen hoch bleibt.

Diese zum Teil einander entgegenlaufenden Anforderungen werden durch ausgeklügelte Verfahren gut beherrscht. Der BUSS Ko-Kneter bewährt sich seit langem und immer wieder neu bei der Compoundierung dieser besonders anspruchsvollen Werkstoffe. Die moderaten und uniformen, wenn notwendig auch spezifisch anpassbaren Schergeschwindigkeiten und damit präzise Temperaturführung des BUSS Ko-Kneters spielen dabei die zentrale Rolle: In der Aufschmelzzone wird so viel Energie wie nötig dissipiert, ohne dass die polymeren Anteile überstrapaziert werden. Die Füll- und Flammschutzmittel werden durch die hohen Faltungswerte innert kürzester Verfahrenslänge optimal verteilt, flussabwärts werden gegebenenfalls noch die Verstärkungsfasern dazu gefügt, vereinzelt, umhüllt, um so die maximalen Faserlängen zu bewahren. So können auch bei engsten Verfahrensfenstern, wie beispielsweise den PPA-basierten Werkstoffen, wo der Temperaturbereich zwischen Aufschmelzen und beginnendem Abbau nur gerade 30°C betragen kann, auch bei höchster Viskosität maximale Eigenschaftsprofile erzielt werden.

Die besondere Eigenschaften von PA, die für Teile in Motoren verwendet werden, lassen sich mit den Compoundier-Systemen für Polyamid von BUSS leicht herstellen.

Mit dem zweistufigen System des BUSS Ko-Kneters werden das Compoundieren und der Druckaufbauschritt konsequent voneinander entkoppelt. So können die Verfahrensschritte unabhängig optimiert werden. Das aufklappbare Gehäuse des BUSS Ko-Kneters sichert einen schnellen Zugang und hohe Verfügbarkeit des Systems. Der modulare und dadurch anpassbare Aufbau der ganzen Anlage und die breit abgestützte BUSS Verfahrensexpertise machen den BUSS Ko-Kneter innerhalb des gesamten Polyamid Compoundier-Systems zur sehr guten Wahl für das Compoundieren von anspruchsvollen Polyamid Compounds und bieten höchste Investitionssicherheit.

Typisches Anlagenlayout für Polyamid Compoundier-Systeme

Typischer Anlagenaufbau für eine Compoundier-Systeme für Polyamid

BUSS Compoundiersysteme bieten folgende spezifische Vorteile

  • Hohe Füllgrade erzielbar
    Die BUSS Technologie der Compoundiermaschinen erlaubt Füllstoffanteile von bis zu 90%, durch das Aufteilen auf 2-3 Zuführpositionen, nutzen von Einspeiseorganen wie Seitenzuführschnecken, gravimetrischer Zuführung von Füllstoffen, Rückwärtsentlüftung und einer hervorragenden Fördereffizienz. Die moderaten Scherraten des Ko-Kneters erlauben eine mühelose Handhabung der hohen Viskositäten, die bei hohen Füllstoffgraden entstehen.

  • Intensives Mischen bei tiefem spezifischem Energieeintrag
    Der BUSS Ko-Kneter gewährleistet ein intensives verteilendes Mischen, da die Überlagerung von Rotation und Axialbewegung der Misch- und Knetschnecke Dehnströmungen bewirkt sowie eine grosse Anzahl an Scheroberflächen und dabei ein kanalübergreifendes Mischen erzeugt.

  • Präzise Temperaturführung
    Der BUSS Ko-Kneter erlaubt eine präzise Temperaturführung aufgund einer kontrollierten Energieeinleitung und gleichförmigen, moderaten Scherraten, sowie deren Temperaturüberwachung durch Thermoelemente, die in von Polymer umgebenen, hohlgebohrten Knetbolzen an relevanten Positionen entlang des Verfahrensteils montiert sind.

  • Entgasung von flüchtigen Bestandteilen
    Flüchtige Stoffe werden in der Regel durch eine Vakuum-Entgasung am Ende des Verfahrensteils oder ergänzend in der Austragseinheit entfernt. Die hohe Zahl an Mischzyklen, Scherungen und Umschichtungen der BUSS Ko-Kneter-Technologie sorgt für eine kontinuierliche Erneuerung der Compound-Oberfläche. Auf diese Weise können eingetragene Luft oder flüchtige Bestandteile hocheffizient minimiert werden.

  • Temperaturkontrolle an jeder Bolzenposition
    Thermofühlerbolzen, die an jeder Position entlang des Verfahrensteils montiert werden können, ermöglichen eine optimale Temperaturkontrolle, indem die Temperaturgrenzen des jeweiligen Compounds präzise überwacht werden können. Eine hohe Genauigkeit wird dadurch sichergestellt, dass die Thermofühlerbolzen permanent von geschmolzenem Compound umgeben sind und der Einfluss der Gehäusetemperierung praktisch vernachlässigt werden kann. Dies ist ein wichtiger Bestandteil einer Online-Qualitätskontrolle.

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